[发明专利]含吩噻嗪结构的二胺以及合成聚酰亚胺的制备方法

说明书

本发明公开了含吩噻嗪结构的二胺及其制备的聚酰亚胺。本发明利用含有两个卤原子取代的吩噻嗪的中间体与氨水反应，将卤原子转化为氨基；接着通过Ullmann偶联反应接枝含硝基的基团再还原，获得含吩噻嗪结构的二胺单体，然后将制备的二胺单体与二酐聚合，得到主链含吩噻嗪结构的聚酰亚胺。本发明创造性地将吩噻嗪的平面刚性结构和极性基团引入聚酰亚胺主链，平面刚性结构有利于分子链规整堆砌，诱导聚合物结晶，极性基团可以增强分子链的氢键作用，促进分子链紧密堆砌，从而使聚酰亚胺具有优异的阻隔性能，较高的玻璃化转变温度和热稳定性，较低的热膨胀系数以及抗菌性。

技术领域

本发明涉及材料科学技术领域，更具体地，涉及含吩噻嗪结构的二胺以及合成聚酰亚胺的制备方法。

背景技术

有机电致发光器件(Organic light-emitting diodes,OLED)采用柔性聚合物材料对OLED封装制成的柔性有机电致发光器件(FOLED)，具有质量轻、便于携带、弯曲、可折叠，甚至可穿戴等特点，是未来显示技术的一个重要发展方向。然而，FOLED存在OLED器件固有的不稳定、寿命低和对水氧敏感的缺点，限制了其推广和应用。绝大多数FOLED采用塑料为衬底，而塑料衬底存在不耐高温、阻隔性能差，表面平整度不如玻璃等不足，从而对器件的制作造成极大的困难，制作的FOLED器件容易产生材料脱落或者后续使用性能及寿命降低的问题，因此，需要提供一种平整度高，耐热性强以及阻隔性能佳的衬底材料。

聚酰亚胺具有极强的耐热性，良好的力学性能和尺寸稳定性，是柔性OLED 衬底或封装材料的最佳选择之一。目前商用的聚酰亚胺的阻隔性能并不能满足FOLED器件的封装要求，采用多层膜复合、膜表面镀层或片状纳米改性等手段虽然能显著的提高其阻隔性能，但是在应用中，多层复合使用的高阻隔层膜耐热性差，稳定性不高；镀层膜影响其柔性，并且表面不平滑，易折损脱落；无机纳米改性是最常使用的方法，通过片状纳米层有效延长水蒸气和氧分子在基材中的扩散路径，从而改善其阻隔性能，然而所述方法基于基体的性能差别，阻隔性能的提高有限，聚酰亚胺的阻隔性能还是不能满足OLED对衬底或封装材料的高要求。

聚酰亚胺能通过合理的分子结构设计、化学合成使聚合物链的平面性增加，提高分子链的堆砌密度，降低聚合物的自由体积，从而获得具有高阻隔性能的聚酰亚胺，这将从根本上解决聚酰亚胺阻隔性能的不足的问题，对促进FOLED的发展具有重要意义。相对于二酐单体的分子设计合成，二胺单体的设计及合成更为多样性。因此，提供一种具有高电子密度和良好的刚性结构能够提高聚酰亚胺的阻隔性能。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有聚酰亚胺阻隔性能的不足，提供平面性好、具有抗菌性能的含吩噻嗪结构的二胺单体。

本发明要解决的另一技术问题是利用上述的二胺单体制备高阻隔、热稳定性好以及具有高平面性的聚酰亚胺。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

一种含吩噻嗪结构的二胺，其结构通式如下所示：

Ar₁选自下列结构式中的任意一种：

其中，n＝0～6，m＝0～6，同一结构式中的n和m不同时为0。

进一步地，所述Ar₂和Ar₃选自下列结构式中的任意一种：

进一步地，所述Ar₂优选为的一种或多种，Ar3为的一种或多种。

根据上述所述含吩噻嗪结构的二胺提供其制备方法，制备步骤包括：

S1.将含有两个卤原子取代的吩噻嗪单体在保护氛围下与氨水反应后得到单体1、单体2或单体3；